開創(chuàng)航空新紀(jì)元的噴氣式飛機(jī)

王金發(fā)

噴氣式轟炸機(jī)

轟炸機(jī)的發(fā)展由活塞式過渡到噴氣式，其結(jié)構(gòu)、氣動布局、飛行性能等方面都有很大提升，到20世紀(jì)60年代，噴氣式轟炸機(jī)日趨完善，不但可以超音速飛行，而且飛行高度更高，航程更遠(yuǎn)，機(jī)載設(shè)備更完善。在氣動布局方面，這一時期的噴氣式轟炸機(jī)開始采用后掠翼和變后掠翼技術(shù)，解決了在較大速度范圍和高度范圍內(nèi)的飛行問題。

早在1940年，德國阿拉多公司就研制出世界上第一架噴氣式轟炸機(jī)——Ar234，并于1945年裝備部隊。這種飛機(jī)是單座上單翼機(jī)，在兩側(cè)內(nèi)翼下各吊裝一臺渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，整個飛機(jī)氣動外形呈流線型。駕駛艙在機(jī)頭，采用透明增壓式結(jié)構(gòu)。不過，此時由于德國戰(zhàn)敗投降，為避免落入蘇聯(lián)人手中，德軍將飛機(jī)毀掉了。不論從哪方面說，Ar234的設(shè)計在當(dāng)時都是十分先進(jìn)的。雖然它在戰(zhàn)爭中沒有發(fā)揮很大的作用，但不能因此而忽視它在噴氣式轟炸機(jī)發(fā)展史上的地位。

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，航空工業(yè)比較發(fā)達(dá)的幾個國家先后制造出噴氣式轟炸機(jī)。美國最早生產(chǎn)的噴氣式轟炸機(jī)是B-45C和RB-45C，前者生產(chǎn)了10架，后者生產(chǎn)了33架。蘇聯(lián)最早生產(chǎn)的噴氣式轟炸機(jī)是伊爾-28。

1947年12月17日，美國第一架后掠翼噴氣式轟炸機(jī)XB-47完成首次飛行。1964年1月，美國空軍提出發(fā)展一種新型遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)，要求其作戰(zhàn)高度在12000米以上，具有洲際飛行航程，能攜帶核彈。美國波音公司根據(jù)要求研制出B-52轟炸機(jī)。這種飛機(jī)生產(chǎn)最多的兩種型號是B-52G和B-52H，這兩種機(jī)型改裝了渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，航程增加了10%～15%，可攜帶兩枚空對地導(dǎo)彈。蘇聯(lián)生產(chǎn)的第一種超音速轟炸機(jī)是圖22，它的最大速度為1800千米/時;法國“幻影”Ⅳ也是超音速轟炸機(jī)，飛行高度為12000米，最大速度為2695千米/時。

噴氣式運輸機(jī)

1946年英國德·哈維蘭公司研制出“彗星Ⅰ”噴氣式運輸機(jī)，這是世界上第一架噴氣式運輸機(jī)。不過，該機(jī)在運行的兩年內(nèi)，相繼發(fā)生四起嚴(yán)重飛行事故，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查和研究，調(diào)查人員確認(rèn)造成事故的主要原因是飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度不夠，因而在1954年該款運輸機(jī)全部停飛。

后來，德·哈維蘭公司又進(jìn)行了一系列試驗。1958年4月，第一架“彗星Ⅵ”，噴氣式運輸機(jī)首次試飛，10月正式投入使用，直到1965年才退出主要航線。

這款噴氣式運輸機(jī)雖然發(fā)生過幾次事故，但在噴氣式運輸機(jī)的設(shè)計制造方面，確實總結(jié)出了許多經(jīng)驗教訓(xùn)，為各國發(fā)展噴氣式運輸機(jī)提供了經(jīng)驗。在此期間，美蘇等國先后研制出一批噴氣式運輸機(jī)，如美國的波音、DC系列運輸機(jī)，蘇聯(lián)的圖、伊爾系列運輸機(jī)等。

大型噴氣式運輸機(jī)

20世紀(jì)60年代以來，大型運輸機(jī)和超音速飛機(jī)開始登上歷史舞臺。比較出名的大型運輸機(jī)有蘇聯(lián)的安-22、伊爾-76、伊爾-86;美國的C-141、C-5A、波音747、波音787;法國的空客系列等。超音速運輸機(jī)最出名的當(dāng)數(shù)英、法聯(lián)合研制的協(xié)和式運輸機(jī)和蘇聯(lián)生產(chǎn)的圖-144運輸機(jī)。

協(xié)和式超音速飛機(jī)共有四臺渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，單臺推力達(dá)169320牛。這種發(fā)動機(jī)具備了一般在超音速戰(zhàn)斗機(jī)上才使用的加力燃燒室，最大飛行速度可達(dá)2499千米/時，巡航速度達(dá)到2150千米/時，巡航高度為18000米，具有先進(jìn)的電子設(shè)備，能夠達(dá)到Ⅲ級自動降落和起飛，即完全能按照程序和指令，在無飛行員操縱下自動起飛與降落。

值得一提的是，協(xié)和式飛機(jī)的機(jī)形獨特，機(jī)頭細(xì)長下垂，頗具辨識度。不過，這樣的設(shè)計有利有弊，好處在于可以獲得較高的低速仰角升力，有利于起降，又可以降低超音速飛行時產(chǎn)生的阻力。但不利在于，由于機(jī)頭過于細(xì)長，飛行員在起降時的高仰角導(dǎo)致視線會被機(jī)頭擋住，為了改善起降視野，機(jī)頭設(shè)計成可下垂式，在起降時可以下垂5度至12度，巡航時再調(diào)回正常狀態(tài)，這樣龐大的機(jī)頭角度調(diào)整設(shè)備增加了飛機(jī)的重量，占用了飛機(jī)的寶貴空間。

目前噴氣式運輸機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r

目前，在各國民用航空中，普遍運行的機(jī)型大多是歐洲的空客系列和美國的波音系列。如A-380是歐洲空中客車公司于1996年4月研制生產(chǎn)的四引擎、555座級超大型遠(yuǎn)程寬體客機(jī)，航程為15200千米，有空中巨無霸之稱。不只機(jī)體大、航程遠(yuǎn)，A-380還采用了新一代發(fā)動機(jī)和先進(jìn)的機(jī)翼，起落架也采用了新的技術(shù)，飛行起來十分安靜。

與歐洲空客勢均力敵的是美國波音公司，波音公司擁有非常成功的民用運輸機(jī)產(chǎn)品系列，包含波音737、波音747、波音757、波音767、波音777、波音787等眾多耳熟能詳?shù)男吞?。其中，波?37自1964年推出以來頗受贊譽，衍生出737MAX7、737MAX8等14個型號。不過，今年對于波音公司來說可謂多事之秋，波音737系列中的737MAX8先后發(fā)生多起墜機(jī)事件，造成重大傷亡。2019年3月13日，波音公司宣告737MAX8全部停飛。接連發(fā)生的事故以及此次叫停，為波音飛機(jī)未來的發(fā)展蒙上了一層陰影，也使人們重新反思飛機(jī)的發(fā)展與安全問題。

中國的大型噴氣式運輸機(jī)

近年來，中國在研制大型噴氣式運輸機(jī)方面也有重大突破，如2008年開始研制、2017年成功首飛的C919大型客機(jī)就是中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式干線民用飛機(jī)。C是China的首字母，也是中國商飛英文縮寫COMAC的首字母，第一個“9”寓意“天長地久”，“19”代表的是中國首款中型客機(jī)最大載客量為190座。除此之外，中國第一次完全自主設(shè)計制造的噴氣式支線客機(jī)ARJ21-700也于2017年完成首飛，并交付使用。

除了大型民用運輸機(jī)，我國還設(shè)計制造了新型軍用運輸機(jī)——運-20。該機(jī)作為大型多用途運輸機(jī)，可在復(fù)雜氣象條件下，執(zhí)行各種物資和人員的長距離航空運輸任務(wù)。超大的載重量、優(yōu)良的性能、圓潤的身形使得運-20一經(jīng)面世便獲得青睞，很多人將它親切地稱為“胖妞”。C919、“胖妞”都是引領(lǐng)我國大型飛機(jī)發(fā)展的排頭兵，在我國的航空史上留下了極為重要的一筆。

介紹了這么多噴氣式飛機(jī)，我們不難看出20世紀(jì)40年代以后的航空史基本上就是由噴氣式發(fā)動機(jī)書寫的。 因為有了更強(qiáng)勁的“心臟”，飛機(jī)變得更大，飛得更高、更遠(yuǎn)了！